路基路面課程設(shè)計(jì)樣本

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4、水泥混凝土路面設(shè)計(jì)目錄第1題重力式擋土墻設(shè)計(jì) 11.1設(shè)計(jì)資料 11.2設(shè)計(jì)任務(wù) 11.3設(shè)計(jì)參數(shù) 11.4車輛荷載換算 21.5主動(dòng)土壓力計(jì)算 21.6擋土墻計(jì)算 5第2題邊坡穩(wěn)定性設(shè)計(jì) 92.1設(shè)計(jì)資料 92.2汽車荷載換算 92.3圓弧條分法 102.4結(jié)果分析 15第3題瀝青混凝土路面設(shè)計(jì) 173.1設(shè)計(jì)資料 173.2設(shè)計(jì)軸載與路面等級(jí) 173.3確定土基回彈模量 193.4路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì) 203.5路面厚度計(jì)算 213.6竣工驗(yàn)收彎沉值和層底拉應(yīng)力計(jì)算 22第4題水泥混凝土路面設(shè)計(jì) 244.1設(shè)計(jì)資料 244.2交通分析 244.3初擬路面結(jié)構(gòu) 244.4路面材料參數(shù)確定 244.5荷載疲勞應(yīng)力 254.6溫度疲勞應(yīng)力 261重力式擋土墻設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)資料(1)漿砌片石重力式仰斜路堤墻,墻頂填土邊坡1:1.5,墻身縱向分段長(zhǎng)度為,路基寬度,路肩寬度.(2)基底傾斜角,取汽車荷載邊緣距路肩邊緣.(3)設(shè)計(jì)車輛荷載標(biāo)準(zhǔn)值按公路－I級(jí)汽車荷載采用,即相當(dāng)于汽車—超20級(jí)、掛車120(驗(yàn)算荷載)。(4)墻后填料砂性土容重,填料與墻背的外摩擦角;粘性土地基與漿砌片石基底的摩擦系數(shù),地基容許承載力.(5)墻身采用2.5號(hào)砂漿砌25號(hào)片石,圬工容重,容許壓應(yīng)力,容許剪應(yīng)力,容許拉應(yīng)力.1.2設(shè)計(jì)任務(wù)(1)車輛荷載換算。(2)計(jì)算墻后主動(dòng)土壓力及其作用點(diǎn)位置。(3)設(shè)計(jì)擋土墻截面,墻頂寬度和基礎(chǔ)埋置深度應(yīng)符合規(guī)范要求。進(jìn)行抗滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算及抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算。(4)基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗(yàn)算與地基承載力驗(yàn)算。(5)擋土墻正截面強(qiáng)度及抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算。1.3設(shè)計(jì)參數(shù)1.3.1幾何參數(shù)墻高,取基礎(chǔ)埋深,墻身縱向分段長(zhǎng)度;墻背仰斜坡度1:0.2,,墻底傾斜度,傾斜角;墻頂填土高度,填土邊坡坡度1:1.5,,汽車荷載邊緣距路肩邊緣.1.3.2力學(xué)參數(shù)墻后砂性土填料內(nèi)摩擦角,填料與墻背外摩擦角,填土容重;墻身采用2.5號(hào)砂漿砌25號(hào)片石,墻身砌體容重,砌體容許壓應(yīng)力,砌體容許剪應(yīng)力,砌體容許拉應(yīng)力;地基容許承載力.1.4車輛荷載換算查閱《公路路基設(shè)計(jì)手冊(cè)》,按車帶寬均攤的方法,計(jì)算各級(jí)荷載換算土柱高,并確定車輛荷載作用寬度。1.4.1計(jì)算荷載:汽車—超20級(jí)汽車—超20級(jí)對(duì)應(yīng)的換算土層厚度,內(nèi)數(shù)值大于分段長(zhǎng)度,取從而求得.車輛荷載作用寬度.1.4.2驗(yàn)算荷載:掛車—120掛車—120,,布置在路基全寬上。車輛荷載作用寬度.1.5主動(dòng)土壓力計(jì)算1.5.1計(jì)算荷載:汽車—超20級(jí)1)計(jì)算破裂角假設(shè)破裂面交于荷載中部,則堤頂破裂面至墻踵:荷載內(nèi)緣至墻踵:荷載外緣至墻踵:因,故破裂面交與荷載中部,假設(shè)正確。2)計(jì)算主動(dòng)土壓力,水平分量豎直分量3)主動(dòng)土壓力作用點(diǎn)位置因墻底傾斜,故取修正值其中,擋土墻頂寬由1.6欄中的試算確定。1.5.2驗(yàn)算荷載:掛車—120計(jì)算方法和公式同計(jì)算荷載,在式中取,.計(jì)算結(jié)果如下:1)計(jì)算破裂角假設(shè)破裂面交于荷載中部,則堤頂破裂面至墻踵:荷載內(nèi)緣至墻踵:荷載外緣至墻踵:因,故破裂面交與荷載中部,假設(shè)正確。2)計(jì)算主動(dòng)土壓力,水平分量豎直分量3)主動(dòng)土壓力作用點(diǎn)位置因墻底傾斜,故取修正值其中,擋土墻頂寬由1.6欄中的試算確定。1.6擋土墻計(jì)算比較計(jì)算荷載與驗(yàn)算荷載,發(fā)現(xiàn)驗(yàn)算荷載的土壓力較大。由于基底摩擦系數(shù)較小,估計(jì)為滑動(dòng)控制,故先采用驗(yàn)算荷載即掛車—120的土壓力計(jì)算。這里只對(duì)荷載組合Ⅱ進(jìn)行計(jì)算。經(jīng)試算,取擋土墻頂寬.圖1-1重力式擋土墻設(shè)計(jì)示例1.6.1墻身自重計(jì)算墻身體積,,,墻身自重,,,1.6.2抗滑穩(wěn)定性與抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算作用于墻底(即基底)的豎向力,抗滑穩(wěn)定系數(shù),滿足抗滑要求。墻身自重力臂,抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)滿足抗傾覆要求。驗(yàn)算結(jié)果表明,斷面尺寸由滑動(dòng)控制,故不必采用汽車—超20級(jí)的土壓力計(jì)算。1.6.4基底應(yīng)力及合力偏心距驗(yàn)算豎向力至墻趾A的距離,墻底斜寬基底合力偏心距,基底應(yīng)力,滿足要求。1.6.5墻身截面強(qiáng)度驗(yàn)算墻面、墻背相互平行,截面最大應(yīng)力出現(xiàn)在接近基底處。偏心距和基底應(yīng)力經(jīng)檢驗(yàn)均滿足要求。墻身截面應(yīng)力也能滿足墻身材料要求,故可不做檢驗(yàn)。綜上可知,所擬截面符合要求,擋土墻頂寬.2邊坡穩(wěn)定性設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)資料路線經(jīng)過區(qū)域路基填土為粘土,邊坡為梯形邊坡,分兩級(jí),土力學(xué)的指標(biāo):塑限14%,液限27%,含水量19%,天然容重18KN/m3,粘聚力19KPa,內(nèi)摩擦角27°,公路按一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn),雙向四車道,設(shè)計(jì)車速為80Km/h,路基寬度為24.5m,荷載為車輛重力標(biāo)準(zhǔn)值550KN,中間護(hù)坡道取2m,車道寬度3.75m,硬路肩2.5m,土路肩0.75m,進(jìn)行最不利布載時(shí)對(duì)左右各布3輛車。2.2汽車荷載換算在進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析時(shí),需將車輛按最不利情況排列,去單位長(zhǎng)度路段,并將車輛的設(shè)計(jì)荷載換算成當(dāng)量土柱高度.按《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)車輛荷載前后輪最大軸距為12.8m.取后輪輪距為1.8m,相鄰兩車后輪中心間距為1.3m,輪胎著地寬度為0.6m,則m其中,為橫向分布車輛數(shù),為一輛車的重力,為橫向分布車輛輪胎最外緣之間的總距,m.2.3圓弧條分法2.3.1用4.5H法確定圓心輔助線①自坡腳點(diǎn)向下作垂線,垂線長(zhǎng).②自點(diǎn)向右作水平線,.即圓心輔助線上一點(diǎn)。③平均邊坡,據(jù)此查表得.④以點(diǎn)為中心,把逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角至;以點(diǎn)為中心,把水平線順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角至;即為圓心輔助線上另一點(diǎn)。⑤連接,并延長(zhǎng)至,則即為圓心輔助線。結(jié)果如圖所示。圖2-14.5H法確定危險(xiǎn)圓心輔助線2.3.2假設(shè)滑動(dòng)曲線經(jīng)過路基中線1)計(jì)算步驟①圓弧范圍內(nèi)土條分10段,每段寬3.45m.②計(jì)算曲線每一分段距圓心豎線之間的偏角,其中,為各段中心橫坐標(biāo),圓心豎線右側(cè)為正,左側(cè)為負(fù),為滑動(dòng)曲線半徑。③將土條底部曲線近似看做直線,計(jì)算個(gè)分段面積,其中包括土柱部分面積。④取路堤1m長(zhǎng),計(jì)算各分段重力.并計(jì)算其法向分量,切向分量.⑤直接用CAD讀出滑動(dòng)曲線總長(zhǎng).⑥計(jì)算穩(wěn)定系數(shù),其中,摩擦系數(shù),粘聚力.2)計(jì)算結(jié)果經(jīng)過CAD軟件對(duì)土條10等分,取每段土條中位線深度作為土條深度,并記下相關(guān)數(shù)據(jù)。圖2-2滑動(dòng)曲線經(jīng)過路基中線具體數(shù)據(jù)如下表所示:表2-1曲線經(jīng)過路基中線的邊坡穩(wěn)定性分析分段土條深度(m)(kN/m)(kN/m)(kN/m)11.85-24.22-0.410.916.38114.89104.77-47.1325.08-15.50-0.270.9617.53315.47303.99-84.3137.76-7.15-0.120.9926.77481.90478.15-59.9849.931.040.021.0034.26616.65616.5511.19510.739.250.160.9937.02666.33657.67107.11612.3017.640.300.9542.44763.83727.91231.47714.3426.440.450.9049.47890.51797.37396.51812.2635.970.590.8142.30761.35616.18447.1999.2446.830.730.6831.88573.80392.58418.49104.5660.570.870.4915.73283.18139.14246.63合計(jì)4834.311667.17注:土條寬3.45m,滑動(dòng)曲線長(zhǎng)L=41.92m.最后算得邊坡穩(wěn)定系數(shù).2.3.3滑動(dòng)曲線經(jīng)過距左邊緣路基1/4路基寬度處用類似的方法對(duì)土條10等分,仍取每段土條中位線深度作為土條深度,結(jié)果如下,圖2-3滑動(dòng)曲線經(jīng)過距左邊緣路基1/4路基寬度處具體數(shù)據(jù)如下表所示:表2-2曲線經(jīng)過距左邊緣路基1/4路基寬度處的邊坡穩(wěn)定性分析分段土條深度(m)(kN/m)(kN/m)(kN/m)11.08-8.97-0.160.993.0755.2154.53-8.6122.99-2.70-0.051.008.49152.85152.68-7.2034.533.580.061.0012.87231.57231.1214.4645.889.820.170.9916.70300.59296.1851.2756.8416.220.280.9619.43349.66335.7497.6766.5423.050.390.9218.57334.32307.63130.9077.0929.800.500.8720.14362.44314.51180.1287.4837.280.610.8021.24382.38304.25231.6196.5545.610.710.7018.60334.84234.23239.27103.1355.370.820.578.89160.0190.93131.66合計(jì)2321.821061.15注:土條寬2.84m,滑動(dòng)曲線長(zhǎng)L=33.46m.最后算得邊坡穩(wěn)定系數(shù).2.3.4滑動(dòng)曲線經(jīng)過距右邊緣路基1/4路基寬度處用類似的方法對(duì)土條12等分,仍取每段土條中位線深度作為土條深度,結(jié)果如下,圖2-4滑動(dòng)曲線經(jīng)過距右邊緣路基1/4路基寬度處具體數(shù)據(jù)如下表所示:表2-3曲線經(jīng)過距右邊緣路基1/4路基寬度處的邊坡穩(wěn)定性分析分段土條深度(m)(kN/m)(kN/m)(kN/m)12.43-38.15-0.620.798.24148.28116.61-91.6026.59-28.60-0.480.8822.34402.12353.06-192.49310.05-19.13-0.330.9434.07613.25579.39-200.97412.94-11.57-0.200.9843.87789.60773.55-158.37514.60-3.49-0.061.0049.49890.89889.24-54.23616.684.390.081.0056.551017.811014.8377.91718.8912.510.220.9864.041152.671125.30249.68818.8720.830.360.9363.971151.451076.19409.45917.2729.650.490.8758.551053.82915.83521.321014.9539.320.630.7750.68912.25705.73578.051111.5750.600.770.6339.22706.00448.12545.55126.1165.750.910.4120.71372.83153.13339.93合計(jì)8150.972024.24注:土條寬3.39m,滑動(dòng)曲線長(zhǎng)L=51.98m.最后算得邊坡穩(wěn)定系數(shù).由以上結(jié)果可知,第二條曲線(經(jīng)過距左邊緣路基1/4路基寬度處)穩(wěn)定系數(shù)最小,而且是最靠左邊,故下面再計(jì)算經(jīng)過路基左邊緣的滑動(dòng)曲線的穩(wěn)定系數(shù)。2.3.5滑動(dòng)曲線經(jīng)過路基左邊緣對(duì)土條7等分,取每段土條中位線深度作為土條深度,結(jié)果如下,圖2-5滑動(dòng)曲線經(jīng)過路基左邊緣具體數(shù)據(jù)如下表所示:表2-4曲線經(jīng)過距右邊緣路基1/4路基寬度處的邊坡穩(wěn)定性分析分段土條深度(m)(kN/m)(kN/m)(kN/m)10.689.480.160.992.1638.9238.396.4121.8015.300.260.965.72103.0399.3827.1932.5721.280.360.938.17147.11137.0853.3942.9427.520.460.899.35168.29149.2477.7652.6934.130.560.838.55153.98127.4686.3961.4241.310.660.754.5281.2861.0553.6670.7449.400.760.652.3542.3627.5732.16合計(jì)640.17336.95注:土條寬3.18m,滑動(dòng)曲線長(zhǎng)L=26.52m.最后算得邊坡穩(wěn)定系數(shù).2.4結(jié)果分析由以上結(jié)果可知,第二條曲線(經(jīng)過距左邊緣路基1/4路基寬度處)為極限滑動(dòng)面,其穩(wěn)定系數(shù)滿足范圍(1.25—1.50)要求,因此所給邊坡滿足邊坡穩(wěn)定性要求。3.瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)資料廣州郊區(qū)(IV區(qū))某新建雙向2車道二級(jí)公路,擬采用瀝青混凝土路面,行車道中央劃雙線分隔。路基土為高液限粘土,地下水位為－1.05m,路基填土高度0.5m,預(yù)計(jì)通車初年的交通組成及交通量如下表所示:表3-1預(yù)測(cè)交通組成及交通量車型前軸重(kN)后軸重(kN)后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距(m)交通量(輛/d)黃河JN16358.6114.0120380江淮AL660017.026.5120440東風(fēng)EQ14023.669.3120185東風(fēng)SP925050.7113.3324200北京BJ13013.427.4120200交通量年平均增長(zhǎng)率7％,沿線可開采碎石、砂礫,并有粉煤灰、石灰、水泥等材料供應(yīng)。3.2設(shè)計(jì)軸載與路面等級(jí)路面設(shè)計(jì)以雙輪組單軸載100kN為標(biāo)準(zhǔn)軸載。3.2.1以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)1)軸載換算采用公式,其中,為標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次(次/日)為軸數(shù)系數(shù)為輪組系數(shù),雙輪組為1.0,單論組為6.4為各種被換算車輛的作用次數(shù)(次/日)為各種被換算車輛的軸型(kN)為標(biāo)準(zhǔn)軸載(kN)當(dāng)軸間距大于3m時(shí),按單獨(dú)的一個(gè)軸計(jì)算,此時(shí)軸數(shù)系數(shù)為1;當(dāng)軸間距小于3m時(shí),雙輪或多輪的軸系數(shù)按公式計(jì)算,式中為軸數(shù)。軸載換算結(jié)果見下表,表3-2以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)的軸載換算車型(kN)(次/日)(次/日)黃河JN163前軸58.616.4380237.86后軸11411380671.92江淮AL6600前軸1716.44401.26后軸26.5114401.36東風(fēng)EQ140前軸23.716.41852.26后軸69.21118537.29東風(fēng)SP9250前軸50.716.420066.68后軸113.3116001032.88北京BJ130前軸13.5516.42000.21后軸27.2112000.69合計(jì)2052.432)累計(jì)當(dāng)量軸次瀝青路面二級(jí)公路設(shè)計(jì)年限以計(jì),雙向兩車道車道系數(shù),則累計(jì)當(dāng)量軸次,(次)屬于中等交通。3.2.2以半剛性材料層的拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)1)軸載換算采用公式,其中,為軸數(shù)系數(shù)為輪組系數(shù),雙輪組為1.0,單輪組為18.5其余符號(hào)意義同前。單軸,雙輪或多輪的軸系數(shù)按公式計(jì)算,式中為軸數(shù)。軸載換算結(jié)果見下表,表3-3以半剛性材料層的拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)的軸載換算車型(kN)(次/日)(次/日)黃河JN163前軸58.6118.538097.75后軸114113801083.98江淮AL6600前軸17118.54400.01后軸26.5114400.01東風(fēng)EQ140前軸23.7118.51850.03后軸69.2111859.73東風(fēng)SP9250前軸50.7118.520016.15后軸113.3116001629.26北京BJ130前軸13.55118.52000.00后軸27.2112000.01合計(jì)2836.942)累計(jì)當(dāng)量軸次瀝青路面二級(jí)公路設(shè)計(jì)年限以計(jì),雙向兩車道車道系數(shù),則累計(jì)當(dāng)量軸次,(次)3.3確定土基回彈模量3.3.1確定臨界高度廣州郊區(qū)(IV區(qū)),路基土為高液限粘土,查表取路基臨界高度.3.3.2擬定土的平均稠度地下水位為－1.05m,路基填土高度0.5m,,故土基屬中濕路基,查表取平均稠度。3.3.3預(yù)估路基回彈模量再根據(jù)土類和自然區(qū)劃以及平均稠度,并考慮到采用重型擊實(shí)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),路基回彈模量可較表列數(shù)值提高20%-35%,取土基回彈模量設(shè)計(jì)值為.3.4路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)3.4.1擬定路面結(jié)構(gòu)組合方案二級(jí)公路中等交通路面宜采用雙層結(jié)構(gòu),面層類型選擇瀝青混凝土。其中,表面層采用細(xì)粒式密集配瀝青混凝土,下面層采用粗粒式密集配瀝青混凝土。由于沿線可開采碎石、砂礫,并有粉煤灰、石灰、水泥等材料供應(yīng),故基層和底基層分別采用石灰粉煤灰碎石基層和石灰土穩(wěn)定碎石。擬定方案:3cm細(xì)粒式密集配瀝青混凝土+7cm粗粒式密集配瀝青混凝土+20cm石灰粉煤灰碎石基層+?石灰土穩(wěn)定碎石,以石灰土穩(wěn)定碎石為設(shè)計(jì)層。3.4.2各層材料設(shè)計(jì)參數(shù)查表,確定各層材料的抗壓回彈模量。當(dāng)以路表彎沉值為設(shè)計(jì)驗(yàn)算指標(biāo)時(shí),取標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)溫度為20℃;當(dāng)以層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)驗(yàn)算指標(biāo)時(shí),取標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)溫度為15℃。然后查表確定各層材料劈裂強(qiáng)度,并借助HPDSA軟件計(jì)算各層材料容許拉應(yīng)力(容許拉應(yīng)力計(jì)算公式為,抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)按結(jié)構(gòu)材料類型選擇相應(yīng)公式計(jì)算)。軟件計(jì)算結(jié)果如下表:表3-4各層材料設(shè)計(jì)參數(shù)層位結(jié)構(gòu)層材料名稱厚度(cm)抗壓模量(MPa)劈裂強(qiáng)度(MPa)容許拉應(yīng)力(MPa)20℃15℃1細(xì)粒式瀝青混凝土314001.40.512粗粒式瀝青混凝土7100015000.80.263石灰粉煤灰碎石20130013000.70.374石灰土穩(wěn)定碎石?9009000.350.183.5路面厚度計(jì)算3.5.1設(shè)計(jì)彎沉二級(jí)公路等級(jí)系數(shù),瀝青混凝土面層系數(shù),半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù),故設(shè)計(jì)彎沉,3.5.2路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算同樣借助HPDSA軟件計(jì)算。首先,確定設(shè)計(jì)層最小厚度為15cm,路面最小防凍厚度50cm.然后輸入抗壓模量、容許應(yīng)力、設(shè)計(jì)彎沉、厚度等參數(shù),進(jìn)行厚度計(jì)算。1)按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度LD=27.01(0.01mm)H(4)=20cmLS=29.3(0.01mm)H(4)=25cmLS=26.1(0.01mm)H(4)=23.6cm(僅考慮彎沉)2)按容許拉應(yīng)力驗(yàn)算設(shè)計(jì)層厚度H(4)=23.6cm(第1層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)H(4)=23.6cm(第2層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)H(4)=23.6cm(第3層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)H(4)=23.6cm(第4層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算滿足要求)路面設(shè)計(jì)層厚度:H(4)=23.6cm(僅考慮彎沉)H(4)=23.6cm(同時(shí)考慮彎沉和拉應(yīng)力)3)驗(yàn)算路面防凍厚度路面最小防凍厚度50cm,驗(yàn)算結(jié)果表明,路面總厚度滿足防凍要求。3.5.3各結(jié)構(gòu)層厚度對(duì)設(shè)計(jì)層厚度取整,得到各結(jié)構(gòu)層厚度最終結(jié)果,細(xì)粒式密集配瀝青混凝土:3cm粗粒式密集配瀝青混凝:7cm石灰粉煤灰碎石基層:20cm石灰土穩(wěn)定碎石:24cm3.6竣工驗(yàn)收彎沉值和層底拉應(yīng)力計(jì)算依然利用HPDSA軟件。輸入抗壓模量、厚度等參數(shù),進(jìn)行竣工驗(yàn)收彎沉值和層底拉應(yīng)力計(jì)算。1)計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層及土基頂面竣工驗(yàn)收彎沉值第1層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值LS=26.6(0.01mm)第2層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值LS=29.1(0.01mm)第3層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值LS=34.6(0.01mm)第4層路面頂面竣工驗(yàn)收彎沉值LS=82(0.01mm)土基頂面竣工驗(yàn)收彎沉值,LS=261.9(0.01mm)(根據(jù)”基層施工規(guī)范”第88頁公式)LS=207(0.01mm)(根據(jù)”測(cè)試規(guī)程”第56頁公式)2)計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力第1層底面最大拉應(yīng)力σ(1)=-.273(MPa)第2層底面最大拉應(yīng)力σ(2)=-.068(MPa)第3層底面最大拉應(yīng)力σ(3)=.069(MPa)第4層底面最大拉應(yīng)力σ(4)=.134(MPa)可見,各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力均小于各自的容許拉應(yīng)力,故滿足應(yīng)力要求。4路面設(shè)計(jì)4.1水泥混凝土路面設(shè)計(jì)交通組成表車型名稱單軸單輪組的個(gè)數(shù)軸重(KN)單軸雙輪組個(gè)數(shù)軸重(KN)雙軸單輪組的個(gè)數(shù)軸重(KN)三軸單輪組的個(gè)數(shù)軸重(KN)交通量黃海DD64013217000001561解放CA108119.4160.8500001600黃河JN36015000122000510五十鈴EXR1811601100120000694.1.1軸載分析水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以100KN單軸—雙輪組荷載為標(biāo)準(zhǔn)軸載。⑴以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及驗(yàn)算面層層底拉力中的累計(jì)當(dāng)量軸次。①軸載換算:式中:——100KN的單軸—雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù);——單軸—單輪、單軸—雙輪組、雙軸—雙輪組或三軸—雙輪組軸型i級(jí)軸載的總重KN;——各類軸型i級(jí)軸載的作用次數(shù);——軸型和軸載級(jí)位數(shù);——軸—輪型系數(shù),單軸—雙輪組時(shí),=1;單軸—單輪時(shí),按式計(jì)算;雙軸—雙輪組時(shí),按式;三軸—雙輪組時(shí),按式計(jì)算。軸載換算結(jié)果如表所示車型名稱黃海DD640前軸32.002.22×103×32.00-0.431561—后軸70.00115615.188解放CA108前軸19.402.22×103×19.40-0.431600—后軸60.85116000.526黃河JN360前軸50.002.22×103×50.00-0.435103.52×10-0.8后軸220.001.07×10-5×220.00-0.22510501.63五十鈴EXR181前軸60.002.22×103×60.00-0.43697.430后軸300.002.24×10-8×100.00-0.226924.157531.508注:軸載小于40KN的軸載作用不計(jì)。②計(jì)算累計(jì)當(dāng)量軸次根據(jù)表設(shè)計(jì)規(guī)范,二級(jí)公路的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為20年,安全等級(jí)為二級(jí),輪跡橫向分布系數(shù)是0.34~0.39取0.39,gr=0.086,則其交通量在中,故屬重交通等級(jí)。4.1.2初擬路面結(jié)構(gòu)根據(jù)二級(jí)公路、重交通等級(jí)和低級(jí)變異水平等級(jí),查表4.4.6初擬兩種方案。如下:方案一:普通混凝土面層厚度為22cm,基層采用水泥穩(wěn)定粒料(水泥用量5%),厚15cm。墊層為15cm天然砂礫材料。普通混凝土板的平面尺寸為寬3.5m,長(zhǎng)5.0m?？v縫為設(shè)拉桿平縫,橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。方案二:普通混凝土面層厚度為22cm,基層采用水泥穩(wěn)定粒料(水泥用量5%),厚15cm。墊層為15cm級(jí)配碎礫石。普通混凝土板的平面尺寸為寬3.5m,長(zhǎng)5.0m?？v縫為設(shè)拉桿平縫,橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。4.1.3路面計(jì)算(方案一)4.1.3.1路面材料參數(shù)確定確定基層頂面當(dāng)量回彈模量查《路基路面工程》(第三版)表16—26和表16—27取土基抗壓回彈模量Eo=35MPa,水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取E1=1500MPa,天然砂礫回彈模量取E2=200MPa,取值與設(shè)計(jì)值一樣。按表16—23和表16—25,混凝土面層設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度:fr=5.0MPa,相應(yīng)彎拉彈性模量為Ec=31×104MPa計(jì)算基層頂面當(dāng)量回彈模量如下:=1.0737MN.m式中:Et——基層頂面的當(dāng)量回彈模量,MPa;E0——路床頂面的回彈模量,Ex——基層和底基層或墊層的當(dāng)量回彈模量,——基層和底基層或墊層的回彈模量,——基層和底基層或墊層的當(dāng)量厚度,——基層和底基層或墊層的當(dāng)量彎曲剛度,——基層和底基層或墊層的厚度,——與Ex/E0有關(guān)的回歸系數(shù)普通混凝土面層的相對(duì)剛度半徑按式(16-52b)計(jì)算為:4.1.3.2計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力按式(16-52b),標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計(jì)算為:因縱縫為設(shè)拉桿平縫,接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)Kr=0.87?？紤]設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)(v—與混合料性質(zhì)有關(guān)的指數(shù),普通混凝土、鋼筋混凝土、連續(xù)配筋混凝土,ν=0.057;碾壓混凝土和貧混凝土,ν=0.065;鋼纖維混凝土,按)根據(jù)公路等級(jí),由表16-24考慮偏載和動(dòng)載等因素,對(duì)路面疲勞損失影響的綜合系數(shù)Kc=1.20,按式(16-49),荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算為4.1.3.3溫度疲勞應(yīng)力由表16-28,Ⅳ區(qū)最大溫度梯度取88(℃／m)。板長(zhǎng)5m,,由圖16-14可查普通混凝土板厚。按式(16-56),最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計(jì)算為:溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)Kt,按式(B.2.3)計(jì)算為式中:a、b、c—回歸系數(shù),按所在地區(qū)的公路自然區(qū)劃查表B.2.3確定。再由式(16-55)計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力為查表16-20,二級(jí)公路的安全等級(jí)為三級(jí),相應(yīng)于三級(jí)安全等級(jí)的變異水平為中級(jí),目標(biāo)可靠度為85%。再據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和變異水平等級(jí),查表16-22,確定可靠度系數(shù)按式(16-48)因而,所選混凝土面層厚度(0.22m)能夠承受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用。各計(jì)算步驟以及公式都參照方案一來計(jì)算,得出結(jié)果如下:設(shè)計(jì)內(nèi)容:新建單層水泥混凝土路面設(shè)計(jì)公路等級(jí):二級(jí)公路變異水平的等級(jí):中級(jí)可靠度系數(shù):1.10面層類型:普通混凝土面層車型名稱單軸單輪組的個(gè)數(shù)軸重(KN)單軸雙輪組個(gè)數(shù)軸重(KN)雙軸單輪組的個(gè)數(shù)軸重(KN)三軸單輪組的個(gè)數(shù)軸重(KN)交通量黃海DD64013217000001561解放CA108119.4160.8500001600黃河JN36015000122000510五十鈴EXR181160110012000069行駛方向分配系數(shù)1車道分配系數(shù)1輪跡橫向分布系數(shù).39交通量年平均增長(zhǎng)率6.8％混凝土彎拉強(qiáng)度5MPa混凝土彎拉模量31000MPa混凝土面層板長(zhǎng)度5m地區(qū)公路自然區(qū)劃Ⅳ面層最大溫度梯度88℃/m接縫應(yīng)力折減系數(shù).87基(墊)層類型----新建公路土基上修筑的基(墊)層層位基(墊)層材料名稱厚度(mm)回彈模量(MPa)1水泥穩(wěn)定粒料15015002天然砂礫1502003土基35基層頂面當(dāng)量回彈模量ET=141.5MPaHB=220r=.713SPS=1.3SPR=3.2BX=.7STM=2.1KT=.5STR=1.04SCR=4.24GSCR=4.66RE=-6.8%設(shè)計(jì)車道使用初期標(biāo)準(zhǔn)軸載日作用次數(shù):602路面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期:20年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù):3437320路面承受的交通等級(jí):重交通等級(jí)基層頂面當(dāng)量回彈模量:141.5MPa混凝土面層設(shè)計(jì)厚度:220mm經(jīng)過對(duì)設(shè)計(jì)層厚度取整以及設(shè)計(jì)人員對(duì)路面厚度進(jìn)一步的修改,最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如下:---------------------------------------普通混凝土面層220mm---------------------------------------水泥穩(wěn)定粒料150mm---------------------------------------天然砂礫150mm---------------------------------------土基4.1.4方案二計(jì)算4.1.4.1路面材料參數(shù)確定確定基層頂面當(dāng)量回彈模量查《路基路面工程》(第三版)表16—26和表16—27取土基抗壓回彈模量Eo=35MPa,水泥穩(wěn)定粒料基層回彈模量取E1=1500MPa,級(jí)配碎礫石回彈模量取E2=300MPa,取值與設(shè)計(jì)值一樣。按表16—23和表16—25,混凝土面層設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度:fr=5.0MPa,相應(yīng)彎拉彈性模量為Ec=31×104MPa計(jì)算基層頂面當(dāng)量回彈模量如下:=1.35MN.m式中:Et——基層頂面的當(dāng)量回彈模量,MPa;E0——路床頂面的回彈模量,Ex——基層和底基層或墊層的當(dāng)量回彈模量,——基層和底基層或墊層的回彈模量,——基層和底基層或墊層的當(dāng)量厚度,——基層和底基層或墊層的當(dāng)量彎曲剛度,——基層和底基層或墊層的厚度,——與Ex/E0有關(guān)的回歸系數(shù)普通混凝土面層的相對(duì)剛度半徑按式(16-52b)計(jì)算為:4.1.4.2計(jì)算荷載疲勞應(yīng)力按式(16-52b),標(biāo)準(zhǔn)軸載在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計(jì)算為:因縱縫為設(shè)拉桿平縫,接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)Kr=0.87。考慮設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)(v—與混合料性質(zhì)有關(guān)的指數(shù),普通混凝土、鋼筋混凝土、連續(xù)配筋混凝土,ν=0.057;碾壓混凝土和貧混凝土,ν=0.065;鋼纖維混凝土,按)根據(jù)公路等級(jí),由表16-24考慮偏載和動(dòng)載等因素,對(duì)路面疲勞損失影響的綜合系數(shù)Kc=1.20,按式(16-49),荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算為4.1.4.3溫度疲勞應(yīng)力由表16-28,Ⅳ區(qū)最大溫度梯度取88(℃／m)。板長(zhǎng)5m,,由圖16-14可查普通混凝土板厚。按式(16-56),最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力計(jì)算為:溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)Kt,按式(B.2.3)計(jì)算為式中:a、b、c—回歸系數(shù),按所在地區(qū)的公路自然區(qū)劃查表B.2.3確定。再由式(16-55)計(jì)算溫度疲勞應(yīng)力為查表16-20,二級(jí)公路的安全等級(jí)為三級(jí),相應(yīng)于三級(jí)安全等級(jí)的變異水平為中級(jí),目標(biāo)可靠度為85%。再據(jù)查得的目標(biāo)可靠度和變異水平等級(jí),查表16-22,確定可靠度系數(shù)按式(16-48)∴所選混凝土面層厚度(0.22m)能夠承受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用。各計(jì)算步驟以及公式都參照方案一來計(jì)算,得出結(jié)果如下:設(shè)計(jì)內(nèi)容:新建單層水泥混凝土路面設(shè)計(jì)公路等級(jí):二級(jí)公路變異水平的等級(jí):中級(jí)可靠度系數(shù):1.10面層類型:普通混凝土面層車型名稱單軸單輪組的個(gè)數(shù)軸重(KN)單軸雙輪組個(gè)數(shù)軸重(KN)雙軸單輪組的個(gè)數(shù)軸重(KN)三軸單輪組的個(gè)數(shù)軸重(KN)交通量黃海DD64013217000001561解放CA108119.4160.8500001600黃河JN36015000122000510五十鈴EXR181160110012000069行駛方向分配系數(shù)1車道分配系數(shù)1輪跡橫向分布系數(shù).39交通量年平均增長(zhǎng)率6.8％混凝土彎拉強(qiáng)度5MPa混凝土彎拉模量31000MPa混凝土面層板長(zhǎng)度5m地區(qū)公路自然區(qū)劃Ⅳ面層最大溫度梯度88℃/m接縫應(yīng)力折減系數(shù).87(墊)層類型----新建公路土基上修筑的基(墊)層層位基(墊)層材料名稱厚度(mm)回彈模量(MPa)1水泥穩(wěn)定粒料15015002級(jí)配碎礫石1503003土基35基層頂面當(dāng)量回彈模量ET=151.2MPaHB=220r=.697SPS=1.28SPR=3.15BX=.7STM=2.11KT=.5STR=1.05SCR=4.2GSCR=4.62RE=-7.6%設(shè)計(jì)車道使用初期標(biāo)準(zhǔn)軸載日作用次數(shù):602路面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期:20年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù):3437320路面承受的交通等級(jí):重交通等級(jí)基層頂面當(dāng)量回彈模量:151.2MPa混凝土面層設(shè)計(jì)厚度:220mm經(jīng)過對(duì)設(shè)計(jì)層厚度取整以及設(shè)計(jì)人員對(duì)路面厚度進(jìn)一步的修改,最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如下:---------------------------------------普通混凝土面層220mm---------------------------------------水泥穩(wěn)定粒料150mm---------------------------------------級(jí)配碎礫石150mm---------------------------------------土基4.1.5水泥混凝土路面方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選擇以上兩種方案的結(jié)構(gòu)層只是大致相同,所設(shè)結(jié)構(gòu)層厚度一樣,只是在墊層材料上有細(xì)微處區(qū)別,故技術(shù)上基本相似,主要的選擇在于墊層材料的可選性,以及該地的地質(zhì)條件,并要考慮到該地區(qū)公路的實(shí)際應(yīng)用年限。該公路自然區(qū)劃為Ⅳ6區(qū),處于Ⅳ6區(qū)的粘性土處于中濕或潤(rùn)濕情況?？筛鶕?jù)不同的路面潮濕狀態(tài)采取措施。由1.2.3筑路材料可知:①砂、礫石料場(chǎng)沿河分布,運(yùn)輸方便,可利用國(guó)道及地方道路運(yùn)到工地;②塊片石沿線塊片石料場(chǎng)儲(chǔ)量豐富,石場(chǎng)石料主要為青灰色石灰?guī)r、花崗巖,石質(zhì)堅(jiān)硬,質(zhì)量好,儲(chǔ)量大,可滿足橋涵、防護(hù)、排水等工程用石料的需要。沿線各地有數(shù)已開采的石料場(chǎng),石質(zhì)堅(jiān)硬,儲(chǔ)量豐富。其巖石的磨耗值、壓碎值均能滿足路面規(guī)范的要求,可作為各種路面及各種構(gòu)造物的筑路材料,沿線路分布密集,運(yùn)輸方便,運(yùn)距小。而若用級(jí)配碎礫石得經(jīng)過篩選或加工,利用天然砂礫做墊層則可直接利用無需加工或篩選,綜合上述內(nèi)容建議采用第一種方案。4.2瀝青路面設(shè)計(jì)路面設(shè)計(jì)以雙軸組單軸載100KN作為標(biāo)準(zhǔn)軸載⑴以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)及驗(yàn)算瀝青層層底拉應(yīng)力中的累計(jì)當(dāng)量軸次。a).軸載換算軸載換算采用如下的計(jì)算公式:式中:N—標(biāo)準(zhǔn)軸載當(dāng)量軸次,次/日—被換算車輛的各級(jí)軸載作用次數(shù),次/日P—標(biāo)準(zhǔn)軸載,KN—被換算車輛的各級(jí)軸載,KNK—被換算車輛的類型數(shù)—軸載系數(shù),,m是軸數(shù)。當(dāng)軸間距離大于3m時(shí),按單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算;當(dāng)軸間距離小于3m時(shí),應(yīng)考慮軸數(shù)系數(shù)。:輪組系數(shù),單輪組為6.4,雙輪組為1,四輪組為0.38。式中:——以半剛性材料層的拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次(次/d)——被換算車型軸數(shù)系數(shù)——被換算車型的輪組系數(shù),雙輪組為1.0,單輪組委18.5,四輪組為0.09,以拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí),雙軸或多軸的軸數(shù)字按下式計(jì)算:式中:m——軸數(shù)當(dāng)各種車型的不同軸載換算成BZZ-100標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次。當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí),各級(jí)軸載均按下式計(jì)算:式中:N——以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)軸載的當(dāng)量軸次(次/d)ni——被換算車型的各級(jí)軸載作用次數(shù)(次/d)P——標(biāo)準(zhǔn)軸載(KN)Pi——被換算車型的各級(jí)軸載(KN)C1——被換算車型的各級(jí)軸數(shù)系數(shù)C1——北換算車型的輪組系數(shù),雙輪組為1.0,單輪組為6.4,四輪組為0.38K——被換算車型的軸載級(jí)別當(dāng)軸距大于3m時(shí),應(yīng)單獨(dú)的一個(gè)軸載計(jì)算:當(dāng)軸距小于3m時(shí),雙軸或多軸的系數(shù)由下式計(jì)算C1=1+1.2(m-1)設(shè)計(jì)年限累計(jì)當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載數(shù)設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道沿一個(gè)方向經(jīng)過的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量軸次數(shù)Ne按式3.1.7計(jì)算:式中:——設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道的累計(jì)當(dāng)量軸次(次/車道)T——設(shè)計(jì)年限(年)N1——營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次(次/d)——設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量的平均增長(zhǎng)率(%)——車道系數(shù)設(shè)計(jì)年限按表3.1.3取:各級(jí)公路的瀝青路面設(shè)計(jì)年限公路等級(jí)設(shè)計(jì)年限(年)公路等級(jí)設(shè)計(jì)年限(年)高速公路、一級(jí)公路15三級(jí)公路8二級(jí)公路12四級(jí)公路6分段時(shí)間交通量年增長(zhǎng)率序號(hào)分段時(shí)間(年)交通量年增長(zhǎng)率(%)1126.8車道系數(shù)η按表3.1.6取:公路無分隔時(shí),車道窄宜選高值,車道寬宜選低值。車道特征η車道特征η雙向單車道1.0雙向六車道0.3-0.4雙向兩車道0.6-0.7雙向八車道0.25-0.35雙向四車道0.4-0.54.2.1初擬瀝青路面(方案一)軸載換算及設(shè)計(jì)彎沉值和容許拉應(yīng)力計(jì)算序號(hào)車型名稱前軸重(kN)后軸重(kN)后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距(m)交通量1黃海DD64032701雙輪組15612解放CA10B19.460.851雙輪組16003黃河JN360501102雙輪組<35104五十鈴EXR181601003雙輪組>369計(jì)年限12車道系數(shù)0.7序號(hào)分段時(shí)間(年)交通量年增長(zhǎng)率157.8％246.9％335.7％一個(gè)車道上大客車及中型以上的各種貨車日平均交通量Nh=2618,屬重交通等級(jí)當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí):路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次:2707設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次:1.25604E+07屬重交通等級(jí)當(dāng)以半剛性材料結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí):路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次:3668設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次:1.701941E+07屬重交通等級(jí)路面設(shè)計(jì)交通等級(jí)為重交通等級(jí)公路等級(jí)二級(jí)公路公路等級(jí)系數(shù)1.1面層類型系數(shù)1路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)1路面設(shè)計(jì)彎沉值:25.1(0.01mm)層位結(jié)構(gòu)層材料名稱劈裂強(qiáng)度(MPa)容許拉應(yīng)力(MPa)1細(xì)粒式瀝青混凝土1.20.42中粒式瀝青混凝土10.343粗粒式瀝青混凝土0.80.274水泥穩(wěn)定碎石0.60.35石灰土穩(wěn)定砂礫0.50.25新建路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算公路等級(jí):二級(jí)公路新建路面的層數(shù):5標(biāo)準(zhǔn)軸載:BZZ-100路面設(shè)計(jì)彎沉值:25.1(0.01mm)路面設(shè)計(jì)層層位:4設(shè)計(jì)層最小厚度:40(mm)層位結(jié)構(gòu)層材料名稱厚度(mm)抗壓模量(MPa)(20℃)抗壓模量(MPa)(15℃)容許應(yīng)力(MPa)1細(xì)粒式瀝青混凝土4014001.22中粒式瀝青混凝土501200160013粗粒式瀝青混凝土6090012000.84水泥穩(wěn)定碎石?150015000.65石灰土穩(wěn)定砂礫200130015000.56土基35按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度:LD=25.1(0.01mm)H(4)=190mmLS=26.8(0.01mm)H(4)=240mmLS=23.7(0.01mm)H(4)=217mm(僅考慮彎沉)按容許拉應(yīng)力計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度:H(4)=217mm(第1層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求)H(4)=217mm(第2層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求)H(4)=217mm(第3層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求)H(4)=217mm(第4層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求)H(4)=217mm(第5層底面拉應(yīng)力計(jì)算滿足要求)路面設(shè)計(jì)層厚度:H(4)=217mm(僅考慮彎沉)H(4)=217mm(同時(shí)考慮彎沉和拉應(yīng)力)經(jīng)過對(duì)設(shè)計(jì)層厚度取整以及設(shè)計(jì)人員對(duì)路面厚度進(jìn)一步的修改,最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如下:----------------------------------------細(xì)粒式瀝青混凝土40mm----------------------------------------中粒式瀝青混凝土50mm----------------------------------------粗粒式瀝青混凝土60mm----------------------------------------水泥穩(wěn)定碎石220mm----------------------------------------石灰土穩(wěn)定砂礫200mm----------------------------------------新建路基竣工驗(yàn)收彎沉值和層底拉應(yīng)力計(jì)算公路等級(jí):二級(jí)公路新建路面的層數(shù):5標(biāo)準(zhǔn)軸載:BZZ-100層位結(jié)構(gòu)層材料名稱厚度(mm)抗壓模量(MPa)(20℃)抗壓模量(MPa)(15℃)計(jì)算信息1細(xì)粒式瀝青混凝土401400計(jì)算應(yīng)力2中粒式瀝青混凝土5012001600計(jì)算應(yīng)力3粗粒式瀝青混凝土609001200計(jì)算應(yīng)力4水泥穩(wěn)定碎石22015001500計(jì)算應(yīng)力5石灰土穩(wěn)定砂礫20013001500計(jì)算應(yīng)力6新建路基35計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層及土基頂面竣工驗(yàn)收彎沉值:第1層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS=24.9(0.01mm)第2層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS=27.5(0.01mm)第3層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS=31.2(0.01mm)第4層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS=35.7(0.01mm)第5層路面頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS=101.1(0.01mm)路基頂面交工驗(yàn)收彎沉值LS=266.2(0.01mm)計(jì)算新建路面各結(jié)構(gòu)層底面最大拉應(yīng)力:(未考慮綜合影響系數(shù))第1層底面最大拉應(yīng)力σ(1)=-.208(MPa)第2層底面最大拉應(yīng)力σ(2)=-.068(MPa)第3層底面最大拉應(yīng)力σ(3)=-.049(MPa)第4層底面最大拉應(yīng)力σ(4)=.048(MPa)第5層底面最大拉應(yīng)力σ(5)=.168(MPa)4.2.2初擬瀝青路面(方案二)軸載換算及設(shè)計(jì)彎沉值和容許拉應(yīng)力計(jì)算序號(hào)車型名稱前軸重(kN)后軸重(kN)后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距(m)交通量1黃海DD64032701雙輪組15612解放CA10B19.460.851雙輪組16003黃河JN360501102雙輪組<35104五十鈴EXR181601003雙輪組>369設(shè)計(jì)年限12車道系數(shù)0.7序號(hào)分段時(shí)間(年)交通量年增長(zhǎng)率157.8％246.9％335.7％一個(gè)車道上大客車及中型以上的各種貨車日平均交通量Nh=2618,屬重交通等級(jí)當(dāng)以設(shè)計(jì)彎沉值和瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時(shí):路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次:2707設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次:1.25604E+07屬重交通等級(jí)當(dāng)以半剛性材料結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí):路面營(yíng)運(yùn)第一年雙向日平均當(dāng)量軸次:3668設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車道上的累計(jì)當(dāng)量軸次:1.701941E+07屬重交通等級(jí)路面設(shè)計(jì)交通等級(jí)為重交通等級(jí)公路等級(jí)二級(jí)公路公路等級(jí)系數(shù)1.1面層類型系數(shù)1路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)1路面設(shè)計(jì)彎沉值:25.1(0.01mm)層位結(jié)構(gòu)層材料名稱劈裂強(qiáng)度(MPa)容許拉應(yīng)力(MPa)1細(xì)粒式瀝青混凝土1.20.42中粒式瀝青混凝土10.343粗粒式瀝青碎石4水泥穩(wěn)定碎石0.60.35級(jí)配碎石新建路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算公路等級(jí):二級(jí)公路新建路面的層數(shù):5標(biāo)準(zhǔn)軸載:BZZ-100路面設(shè)計(jì)彎沉值:25.1(0.01mm)路面設(shè)計(jì)層層位:4設(shè)計(jì)層最小厚度:40(mm)層位結(jié)構(gòu)層材料名稱厚度(mm)抗壓模量(MPa)(20℃)抗壓模量(MPa)(15℃)容許應(yīng)力(MPa)1細(xì)粒式瀝青混凝土4014000.42中粒式瀝青混凝土50120018000.343粗粒式瀝青碎石7090012000.44水泥穩(wěn)定碎石?150017000.35級(jí)配碎石2001502006新建路基35按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度:LD=28.6(0.01mm)H(4)=25cmLS=32.8(0.01mm)H(4)=30cmLS=28.5(0.01mm)H(4)=29.9cm(僅考慮彎沉)按設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算設(shè)計(jì)層厚度:LD=25.1(0.01mm)H(4)=40mmLS=5.2(0.01mm)由于設(shè)計(jì)層厚度H(4)=Hmin時(shí)LS<=LD,故彎沉計(jì)算已滿足要求